UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABI
HORMIGON I TRABAJO DE INVESTIGACIÓN MEDIO CICLO:
TEMA: DETALLE DE REFUERZO, ADHERENCIA, LONGITUDES DE DESARROLLO Y ANCLAJE.
ESTUDIANTE: Solórzano Ponce Erwin Isacio
Curso/Paralelo: SEXTO “C”
Introducción. En elementos de concreto reforzado es necesario que exista adherencia entre el concreto y las barras de refuerzo, de manera que ambos materiales estén íntimamente ligados entre sí. De no existir adherencia sería muy difícil tomar al hormigón armado como un solo elemento ya que en situaciones específicas el acero podría separarse poco a poco del hormigón por la falta de fricción, desestabilizando la estructura. En muchos casos lograr que una estructura se comporte como un solo elemento es una tarea compleja, especialmente porque están construidas con elementos individuales que muchas veces no se acoplan entre sí de la manera en que quisiéramos. Esto se da mucho cuando se quiere empalmar varillas de acero, un mal cálculo y la estructura se vería terriblemente debilitada en puntos críticos. El cálculo de las longitudes de desarrollo es una actividad necesaria si se quiere brindar seguridad a la construcción. Permiten que los anclajes de las varillas sean óptimos y que varillas actúen como si se tratara de un elemento continuo, característica muy importante para una estructura de hormigón armado.
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Objetivos. Objetivo general.
Analizar la importancia de la adherencia en en los anclajes y empalmes empalmes en vigas y columnas de hormigón armado.
Objetivos específicos.
Determinar las características características de cada cada tipo de empalme y longitud de desarrollo.
Identificar los factores que afectan la longitud de desarrollo.
Conocer las fórmulas para calcular adherencia y longitud de desarrollo.
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DETALLE DE REFUERZO, ADHERENCIA, ADHERENCIA, LONGITUDES DE DESARROLLO Y ANCLAJE 1. Corte y doblado de barras de de acero. El diagrama del acero necesario en las distintas secciones tiene la misma forma que el diagrama de momentos. Esto permite determinar fácilmente los puntos teóricos donde pueden cortarse o doblarse barras. Las barras de refuerzo no deben cortarse en las secciones donde dejan de ser necesarias de acuerdo con los diagramas teóricos de momento flexionante. Se debe esto a las incertidumbres que se tienen sobre la magnitud y distribución de las cargas actuantes, a las aproximaciones usuales en el análisis estructural, a los efectos de asentamientos diferenciales de los apoyos y otros efectos similares. Por otra parte las grietas inclinadas debidas a tensión diagonal producen un desplazamiento del esfuerzo en el acero. El reglamento ACI 31 8-02 estipula:
La fuerza fuerza cortante actuante en la sección donde se efectúa efectúa el corte de barras no es superior a las dos terceras partes de la resistencia de diseño a cortante de la sección.
Se proporciona refuerzo transversal adicional a lo largo de la barra interrumpida en un tramo igual a 0.75 veces el peralte efectivo medido desde el punto de corte.
El refuerzo que continúa proporciona el doble del área requerida por flexión en la sección de corte y la fuerza cortante actuante es inferior a 0.75
de la resistencia de diseño a fuerza cortante disponible.
2. Esfuerzos de adherencia. Adherencia entre el acero y del hormigón. La adherencia cumple fundamentalmente dos objetivos: asegurar el anclaje de las barras y transmitir las tensiones tangentes periféricas que aparecen en la armadura principal como consecuencias de las variaciones de su tensión longitudinal. Partiendo de consideraciones de equilibrio puede establecerse la siguiente expresión:
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Empalme de barras.
Varillas traslapadas
Según el Reglamento ACI-3 18-02, sólo se permite recurrir a empalmes por medio de traslapes en barras del No. 11 o menores. Para traslapes de barras en tensión se distinguen dos tipos o clases de acuerdo con lo indicado en la tabla.
La longitud de traslape necesaria es función de la longitud de desarrollo, Ld de acuerdo con las siguientes reglas: Traslape de clase A 1.0 Ld Traslape de clase B 1.3 Ld
Varillas soldadas.
Normalmente se usan para empalmar varillas de diámetros grandes (3/4" o mayores), siendo obligatorio para las barras mayores o iguales a la 1 3/4". Un empalme soldado debe poder desarrollar por lo menos el 125% del límite elástico (fy) del acero de la varilla. Los empalmes soldados no deben producir excentricidades en el esfuerzo. En la
siguiente
figura
se
muestran
algunos
de
los
más
utilizados:
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Dispositivos mecánicos de continuidad.
Son piezas metálicas que conectan una varilla con la otra. Actualmente son muy usados y son más seguros que los empalmes soldados. Desde el punto de vista antisísmico, hay dos tipos: a) Empalme mecánico Tipo Tipo 1, que debe desarrollar por por lo menos 125% del esfuerzo de fl uencia (fy) del acero de la varilla. b) Empalme mecánico Tipo 2, que debe desarrollar por lo menos un esfuerzo igual a la carga de rotura (f's) del acero de la varilla. Se pueden usar en cualquier localización.
Anclaje. Las barras de refuerzo deben estar ancladas en el concreto a ambos lados de la sección donde se requieran, de manera que pueda desarrollarse en ellas el esfuerzo requerido.
3. Longitudes de desarrollo para el refuerzo por tracción y compresión. Factores que influyen en la longitud de desarrollo.
Refuerzo superior: se ha comprobado que esto causa una pérdida significativa en la resistencia de adherencia para barras con más de 300 mm de concreto fresco vaciado por debajo de ellas, y la longitud de desarrollo se incrementa en un factor de 1.3.
Refuerzo en exceso: Generalmente se usa un poco más de refuerzo del requerido en la sección, ya sea por despiece, requisitos de código o cuestiones constructivas. En este caso la longitud de desarrollo puede reducirse multiplicando por la relación de área requerida y suministrada.
Barras en Paquete: En algunas ocasiones es conveniente empaquetar el con el fin de mejorar el vaciado del concreto, porque hay mucha congestión en el refuerzo o porque sencillamente no caben las barras en la sección. La longitud de desarrollo de las barras individuales dentro de un paquete, es la de la barra individual aumentada en un 20% para tres barras y en 33% para cuatro barras.
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Longitud de desarrollo del acero a tracción. Debe calcularse con las siguientes expresiones, en ningún caso debe ser menor de 30 cm.
Longitud de desarrollo del acero a compresión. Debe calcularse con la mayor de las siguientes expresiones.
Longitud de desarrollo en paquetes de varilla. La longitud de desarrollo de las barras individuales dentro de un paquete, es la de la barra individual aumentada en un 20% para tres barras y en 33% para cuatro barras.
4. Empalmes de barras en miembros a flexión, tensión y compresión. Empalme de alambres y varillas corrugadas a tracción. El empalme mínimo a tracción deberá cumplir con los requisitos de empalme tipo A, B o C,
Empalme de alambres y varillas corrugadas a compresión. El empalme mínimo a compresión será la longitud de desarrollo con sus respectivos factores. Para Fy mayor que 4200 kg/cm 2 el empalme no podrá ser menor que las siguientes expresiones:
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Conclusiones.
La adherencia cumple una una función importante en la estructuras, al mantener el acero de refuerzo y al hormigón tan unidos como si se tratara de un mismo elemento, siendo esta una característica importante para que la construcción responda ante las diferentes cargas.
Al momento de unir vigas y columnas hay que tomar en cuenta la longitud de desarrollo de las varillas, debido a que una longitud menor que la necesaria podría desestabilizar la estructura en un punto crítico.
Cada tipo de empalme empalme es propio de un tipo de varilla. Los traslapes son para varillas de diámetro pequeño (11 mm), mientras que los empalmes mecánicos y la soldadura son utilizados para varilla de un diámetro mayor.
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Bibliografía Gonzales Cuevas, Ó. (2005). Aspectos fundamentales del concreto reforzado. Ciudad de México: Limusa. HARMSEN, T. (2005). Diseño de Estructuras de Concreto. Adenda 2009.
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